如何將以下知識點串聯起來？（分組/電路交換、光/電/數字/模擬信號、各種信道復用、乙太網/傳輸網）

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了解了一些計算機網路知識點，但苦於自己水平有限沒法系統地理解通信與計算機網路。
目前我知道：
1、最初的通信是電話通信，就是會」佔線「的電路交換。後來發明了把信號切成一段段的分組交換網路，你傳一段我傳一段，即tcp/ip協議簇和乙太網等。
2、以前撥號上網，用的modem是把數字信號轉成模擬信號用電話網傳到運營商。現在的光纖pon是把電信號轉成光信號傳到運營商。
3、信道復用有FDM TDM WDM CDM等等。簡而言之就是最大限度的利用帶寬，傳更多有效信息。

4、乙太網主要涉及交換機路由器。運營商傳輸網有很多翻譯出來很拗口的設備比如SDH、PTN、MSTP設備。這些設備使用了不同的信道復用方式傳輸信號。
我的問題是：
零、以上理解有錯么？
一、乙太網好像沒聽說用各種信道復用？為什麼不用呢
二、PTN、SDH、PON這些傳的光信號設備是電路交換還是分組交換？是數字信號還是模擬信號？
三、第一次提問有些語無倫次請原諒。

如果把這個問題回答好，需要精通 PSTN/GSM/3G/ 4G / IP Network，還要精通裡面技術細節：無線技術/傳輸技術/ 固網技術，還要精通：接入網/傳輸網/核心交換網。本著拋磚引玉的精神，歡迎各位斧正。

首先要理解Circuit Switched Network 與 Packet Switched Network 的差別。

先舉個迴路交換的例子：

戰爭年代國家進入緊急狀態，京滬高速被國家管控，只允許軍事車輛、軍事物資可以通行，其它車輛一律不得進入。即使道路閑置，社會車輛也不能使用，這就是迴路交換的特徵，帶寬獨佔，優點是可以保證實時的數據傳輸，不會擁堵；缺點是帶寬利用率低。

再舉個包交換的例子：

接上文，既然高速公路不能走，京滬之間的國道、省道很多，有很多條道路都可以到達，社會車輛可以在這些道路上行駛，如果哪裡擁堵了，還可以換一條馬路，這些道路人人都可以使用，只要道路是空閑的，這就是包交換的特徵，帶寬共享，優點是帶寬利用率高，缺點是無法保證端對端的實時性，無法避免擁堵。

CSN（Circuit Switched Network）

回到正題，迴路交換對應的是PSTN電話網路，當你拿起電話時，電話機與局段交換機之間就形成了一個雙向的迴路，用戶入方向可以聽到連續的撥號提示音，用戶開始撥號時，提示音消失，用戶出方向把DTMF撥號發給局段交換機，然後依據DTMF可以解析出用戶的撥號，然後交換機會查表來決定是本地交換，還是需要發給更高一級來完成交換。

本地交換就很簡單，主叫（Caller）與被叫（Callee）在一個交換機上，只要把兩條迴路連接起來，主叫方與被叫方的端到端的迴路就建立起來了。通俗地說，交換機把兩根電話線捏在了一起，然後用戶的雙向語音流在兩個迴路上自由流動，即使有45%時間處於用戶沉默（帶寬閑置），別的用戶也無法呼叫主被叫的任何一方，因為帶寬已經被佔用了。

假設上面的呼叫為上海的用戶呼叫北京的用戶，最後電話被交換機層層轉到長途局，長途局所解決的問題是如何在兩點之間（這裡的北京上海）用儘可能少的光纖傳輸儘可能多的迴路（信道channel），這裡就要用到SDH了，假設是 2.5G 的 STM-16，按照一個信道語音64K的帶寬，理論上可以同時傳輸40000個信道的電話，於是上文的呼叫就被分配了其中的一個信道，然後北京長途局最終層層查詢到被叫方，最終電話接通，接通意味著：電話撥號每經過一台交換/傳輸/交換設備都會預先為這個電話呼叫分配一個信道，一旦分配就是資源獨佔，除非電話被掛斷，才會把信道釋放出來重新使用。

DS0 --STM1 --STM4--STM16 ---STM16---STM4---STM1----DS0

以上僅僅是途徑設備帶寬示意圖，僅供參考，圖中每一個設備都會給這個呼叫分配一個DS0信道。

PSN（Packet Switched Network）

包交換大家都很熟悉了，比如IP網路就是PSN，IP包在出發之前只知道到哪裡去，卻不知道具體走哪條路，完全憑中途每一台路由器的路由表來選擇，如果發生路由重新收斂，可能會發生上一個IP包與下一個IP包走的不同的路徑。

核心網裡使用MPLS標籤交換，也還是屬於PSN的範疇，唯一的區別是：IP網路使用目的IP來交換，MPLS使用標籤來交換。

SDH （Synchronous Digital Hierarchy）

使用超級幀（Super Frame）封裝，一秒發8000次超級幀，STM-N里的N越大，對應的超級幀也就越龐大。發送間隔為125us，所以可以實現語音實時傳輸的需求。

SDH物理層可以使用電纜，也可以使用光纖（成本更低）。

至於SDH用來傳輸IP包、乙太網幀，則採用GFP等協議封裝，這項底層TDM技術承載IP/Ethernet/ATM等上層協議的技術，取名為MSTP（Multiple Service Transport Platform）。

PTN（Packet Transport Network）

包傳輸網路，這裡有兩個關鍵詞，一個是包，另一個是傳輸。

所謂包，指這裡的被運載的數據單元為包（Packet），傳輸是什麼意思呢？

先來談談運營商的網路基本架構，通俗地說就是由三個部分組成：接入網 + 傳輸網 + 核心網

接入網

顧名思義就是把個人用戶、公司用戶、機構組織連接到網路上來，俗稱的最後一公里技術，比如/撥號網路/ISDN/ADSL/EPON/GPON。

接入網意味著需要鋪設很多電纜/光纖，如果將大容量的光纖拉到用戶小區，然後再用光纖分路器分成一束束拉倒用戶家，這樣將最大限度節省光纖的成本。這項技術就是FTTX，以EPON為例。

EPON裡面包括局段設備 OLT，用戶側設備ONU（光貓），用戶的上行流量由OLT控制，採用類似TDM（Time Division Multiplex）的調度機制，用戶的下行流量採用由OLT廣播的方式，對流量不感興趣的OUN則丟棄，對流量感興趣的ONU則接收。

傳輸網

用於將接入網的流量匯聚起來，然後以點對點面向連接的方式，將流量從傳輸網的邊緣設備傳輸到核心網的邊緣設備（PE），對於PTN來說，數據單元為包，傳輸機制需要面向連接，能夠同時兼容這兩種需求的技術就是MPLS，但MPLS的PHP、LSP merge非連接功能無法滿足點對點的連接需求，同時傳統的MPLS需要control plane，這些功能都沒有被ITU MPLS-TP採納，同時增加了豐富的端對端的OAM，可以使用圖形化GUI管理界面來動態生成LSP path，無需LDP/RSVP-TE控制協議。同時還提供1:1、1+1、1:N故障倒換，可以滿足&< 50 ms 快速切換。可以將接入網的流量從傳輸網的邊緣以點對點的方式傳輸到核心網的邊緣，這些MPLS-TP都可以勝任。

為了滿足傳輸網的大容量的帶寬需求，物理層採用DWDM技術，此項技術可以提供更大的帶寬，DWDM從設計之初就是為了包交換而設計的。

核心網

核心網最核心的事就是提供包的交換，用於核心網PE節點的交換，同時提供與別的運營商的交換，目前核心網採用的是MPLS來承載不同種類的業務類型：三層MPLS VPN、VPLS、PWE3、AToM，具體表現為可以承載 IPv4 / IPv6 / Ethernet / ATM / HDLC / Frame Relay / TDM 等負載。

CWDM

此外10G乙太網卡如SFP就是基於CWDM（Coarse Wave Division Multiplex）技術，通過幾種波長來同時傳輸數據，提供的總帶寬可以達到10Gbps。

DWDM

目前DWDM技術採用的是先將匯聚側的光信號轉換為電信號，然後在波分到特定的波長上，對端將不同的波長的光信號分離出來，然後再轉換為電信號，再轉換為光信號發給匯聚側設備。

模擬信號VS數字信號

記得第一代移動通信與老式電話網路採用模擬技術，目前無論是光信號還是電信號都是數字信號，模擬信號的波形為正弦波，而數字信號的波形為階梯狀。

信道復用和分組交換是兩個層面上的問題，信道復用是將物理信道通過各種方法擴展成邏輯信道，實現增加容量或者增加用戶數量的目標；分組交換則是在邏輯信道上處理網路交換的問題。信道有確定的發送方和接收方（接收方可能不止一個），而網路交換是在這個基礎上，通過協議，來讓數據跨過多個信道傳輸到目的地。

從OSI參考模型上來說，信道復用之類的問題可以認為都是物理層解決的問題，乙太網是數據鏈路層協議，它是不負責處理物理層的問題的，雖然乙太網的標準中會涉及到一些跟物理層有關的問題，但協議本身是數據鏈路層協議。

另外就是數字信號和模擬信號的問題，一般我傾向於按照其中承載的實際信息，而不是信號本身的形式來定義數字信號和模擬信號，即承載有限個符號的串的就是數字信號，承載無限多、連續的符號的就是模擬信號。數據機（modem）應該說是將數字信號調製成另一種形式，然後藉助傳輸模擬信號的信道來進行傳輸。

看到這個問題，想一想是都知道，在想一想覺得自己真的是沒有育人的恆心。

關於程式控制電話網，以前是這樣的：

電話機把語音信號送到程式控制交換機，程式控制交換機的用戶板對送來的語音信號進行如下操作：

1、抽樣：每秒8000HZ進行，為嘛是8000Hz?因為人的語音頻率特徵基本都在4000hz以下，根據奈奎斯特採樣定律，這個抽樣率可以基本保證語音信號在傳輸過程中不失真。

2、量化、對採樣得到的數值進行歸納，將其取值在有限個數值內，具體有A率， u(miu)率兩種方法。

3、編碼。對得到的量化值進行數值編碼，這個好理解，比如量化值一共有256個以內，那麼就用8位二進位進行編碼即可。

至此，人的語音信號被成功的變成了一串8位編碼的信號流。所以最早的所謂64K信道哪裡來的？就是這個8bitX8000HZ=64000bit.

程式控制交換機按照被叫號碼對用戶撥打來的信號流進行復用，將信號發送至相應的方向。

所謂復用，就是將信號進行匯總後再發送。比如某個局所的用戶板總容量為256，實際裝機數240，那麼出局中繼並不是240個64K信道，這樣就要浪費資源了。根據話務量模型，同時撥打出去的最高峰比如是30%，那麼240X0.3=72，那麼這個局所需要配置的中繼多於72個信道就可以了。程式控制交換採用E1即2M電路來進行中繼傳輸，一個2M電路又細分為30B+D，就是包含30個語音64K信道（TS1-15,17-31），一個64K信令信道（TS16），還有一個同步/糾錯信道（TS0）。那麼這個局所實際需要的中繼電路就是72 / 30 &>= 2，使用3個E1中繼電路。

插一句，E1速率在日本和北美是1.5xxM，在中國，歐洲是2.048M。

每個局所的E1（VC12）電路在該局所經SDH傳輸設備分插復用後，進入更高的速率等級，比如VC4（即STM-1），按照情況可以進行更高速率等級的復用（STM-N，N=1,4,16,64......）,一併發送給交換母局，母局再通過中繼電路發送給被叫方程式控制交換機，被叫方程式控制交換機將收到的64K語音編碼恢復成語音信號，發送給用戶電話機。

隨著通信技術的發展，目前傳統的程式控制交換機正在進行大規模的淘汰，取而代之的是智能電話網，這個網路其核心其實就是IP網路了，邊緣局所也變成了各種EPON接入設備。因此通話者之間已經不再是64k的固定鏈接，語音壓縮率大大提高。所以，人們總覺得好像打電話語音質量沒有以前的好，就是因為隨著壓縮率增加，損失掉了很多語音特性。

SDH傳輸網目前不再把電話語音業務作為主要的承載任務，在這個網路消亡之前，他的重要任務就是利用自身優異的傳輸特性，承載大客戶MSTP專線。所謂MSTP業務，就是在SDH網路的基礎上，通過使用更多功能的設備板卡，傳輸客戶需求的業務，如乙太網，ATM，分組，POS業務等。

由於大客戶專線業務發展迅猛、帶寬需求猛增，單純的SDH已經有些不堪重負，不遠的將來必將被更先進的技術所取代，比如融合了IP，DWDM，SDH技術的新技術。

剛好工作這行，可能有誤，辯證看。

你上網是tcp/ip包，會通過匯聚成ge業務，然後經過分組交換(城域網)，進行otn骨幹傳輸。

1，乙太網不復用，復用是發生在線路長途傳輸中。過來的乙太網中途經過波分分組設備，進行調度封裝，調度就是發往下一個目的地，封裝就是將乙太網格式的包封裝成otn標準格式，新的幀會被調製到otu中心波長通過激光器發出。注意激光器發出的光是有波長的，復用就發生在這，1個波長1條線路，itu中心波長理論上劃分了80波，還有拓展波長。靠近目的地就是一個反向的解包過程

ptn設備應該是分組交換，現在的趨勢是業務ip化，都向著分組發展。

pon和sdh不咋懂，pon感覺是ip化的，sdh是一種客戶側業務，要經過格式封裝才能傳輸。

發出的信號是數字信號

「分組/電路交換、光/電/數字/模擬信號、各種信道復用」這些可以看成是廣域網的物理層，乙太網是區域網包括物理層和數據鏈路層。

不嚴格的說，乙太網物理層是時分復用。準確的說乙太網是共享介質，措施是CSMA/CD。兩者都是在同一介質上傳輸多路數據，但時分復用一般是用於通信線路的術語。

早期，共享傳輸介質的乙太網傳輸機制是csma/cd（載波偵聽，多路存取，衝突檢測），所以不需要復用技術。現在，終端與交換機工作在全雙工模式，終端直接向交換機收發乙太網幀即可，無需載波偵聽了。